近距伽马射线暴 GRB 190829A 的多波段观测揭示伽马射线暴物理

伽马射线暴产生于灾变事件，例如大质量恒星坍缩或两颗中子星并合。我们通过甚长基线干涉测量（VLBI）观测，利用 EVN 和 VLBA（涉及四大洲共 30 台望远镜）监测了近距伽马射线暴 GRB~190829A 的位置，该暴源于大质量恒星坍缩。我们在伽马射线暴发生后 9 至 117 天之间，以 5 和 15 GHz 频率共进行了 9 次观测，典型分辨率为几毫角秒（mas）。我们获得了源尺寸和膨胀速率的限制。这些限制与利用前向激波加反向激波模型对多波段光变曲线进行详细建模所蕴含的尺寸演化相符，该模型在几乎 18 个数量级的频率范围（包括 TeV 光子能量的高能立体系统数据）和超过 4 个数量级的时间范围内与观测一致。得益于余辉的广泛、高节奏覆盖，余辉简并性在很大程度上被打破，使我们能够获得一些独特的物理见解：我们发现较低的瞬时辐射效率 $\lesssim 10^{-3}$；在 90% 可信水平上，我们约束前向激波中加速至相对论速度的电子比例为 $\chi_e<13\%$；我们发现反向激波下游的磁场能量密度在激波穿越后必须迅速衰减。虽然我们的模型假设为轴上喷流，但仅我们的 VLBI 天体测量精度尚不足以排除任何离轴视角。另一方面，基于致密性论证，我们可以明确排除视线偏离产生瞬时伽马射线辐射区域边界超过 $2\,\mathrm{deg}$ 的可能。